Курсовая работа: Воздухообмен в шахте
| Название: Воздухообмен в шахте Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа Добавлен 17:58:51 22 ноября 2010 Похожие работы Просмотров: 749 Комментариев: 0 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно Скачать
| Введение
Одним из основных факторов, обеспечивающих безопасность ведения горных работ на шахтах и санитарные условия труда подземных рабочих, было и остаётся проветривание горных выработок, с помощью которого осуществляется управление газовыделением, разжижением и удаление вредных и токсичных газов, взвешенной пыли в шахтном воздухе из действующих забоев.
В условиях постоянного роста концентрации и интенсификации горных работ, перехода их на всё более глубокие горизонты и вызванного этим повышения газовыделения и температуры горных пород значение эффективной и надёжной рудничной вентиляции становиться еще существеннее.
Цель курсового проекта состоит в том, чтобы определить необходимый расход воздуха для проветривания действующих и поддерживаемых выработок горизонта 250 метров шахты «Белицкая», распределить его правильно по выработкам, рассчитать необходимую производительность (подачу) вентилятора главного проветривания, а также составить мероприятия по недопущению взрыва метана и угольной пыли в шахте.
1. Горно-технологические условия проектирования
На шахте «Белицкая» принят погоризонтный способ подготовки шахтного поля. Размер поля по простиранию – 6000 метров, по падению – 3000 метров.
В настоящее время очистные работы на пласте L8 ведутся в бремсберговом роле горизонта 250 метров в двух лавах. В южном крыле пласта работает 2-я южная лава, которая отрабатывается по сплошной системе разработке по восстанию пласта, 3-я северная лава отрабатывается по столбовой системе сверху в низ.
Мощность пласта L8 m =1,0 м, в кровле пласта залегает песчаник с коэффициентом крепости f=5.
Выемка угля в лавах производится комплексами 1МКД 90с комбайнами КА 90. Длина лавы на шахте принята L=200 м. Пласт опасен по газу и пыле. По данным шахты абсолютная метанообильность 2-й южной лавы Iоч.1=3,80 м3/мин. Метанообильность 3-й северной лавы Iоч.2=2,40 м3/мин., участка Iуч.2=3,0 м3/мин. во 2-й южной лаве в нише взрываются шпуры с зарядом B1=2,8 кг, в 3-й северной лаве пласт имеет прослоек породы mп. 1=0,06 м. Температура воздуха в лавах toл=26о, влажность _ л =75%.
В настоящее время комбайном КСП 32 проводится южный коренной откаточный штрек. Площадь сечения штрека S=12,8 м2. Метановыделение в забое Iзп=3,15 м3/мин, в тупиковой части штрека Iп=3,25 м3/мин. Температура воздуха в забое toп=23о, влажность – 88%. В забое работает ежесменно 6 человек. Длинна тупиковой части L=300 метров.
На горизонте расположены 3 камеры с обособленным проветриванием: склад ВМ W=1060м3, в зарядной камере гаража одновременно заряжаются 5 штук батарей типа 112 ТНЖШ 500. Прессовая установка имеет мощность привода N=160 кВт, а мощность трансформатора в камере Nтр=210 кВа.
2. Способ проветривания и схема вентиляции горизонта шахты
Так как шахта «Белицкая» опасная по метану, то для её проветривания принимаем всасывающий способ проветривания. Вентиляторная установка главного проветривания располагается на промплощадке шахты возле скипового ствола и соединяется с ним вентиляционным каналом.
При всасывающем способе проветривания давление воздуха в горных выработках меньше атмосферного. При аварийной остановке главного вентилятора давление воздуха в шахте будет увеличиваться, а выделение метана в выработки уменьшаться.
При нагнетательном способе проветривания давление воздуха в шахте больше, чем атмосферное. При остановке вентилятора давление воздуха в шахте уменьшается, а метановыделение, особенно из выработанного пространства, увеличивается.
Название схемы вентиляции шахты зависит от взаимного расположения воздухоподающего и воздухоотводящего стволов.
Согласно схеме вентиляции шахтное поле вскрыто двумя центрально – сдвоенными стволами. Свежий воздух в шахту поступает по клетевому стволу, а выходит из шахты по скиповому стволу. Такая схема проветривания называется центральной. Эта схема позволяет при меньших, чем при других схемах, капитальных затрат ввести шахту в эксплуатацию.
Достоинства схемы:
– концентрация всех поверхностных сооружений;
– наличие только одного главного вентилятора, поэтому облегчается надзор за ним и реверсирование вентиляционной струи в шахте при пожарах.
Недостатки: свежая и исходящая струи воздуха движутся параллельно одна другой, путь их движения большой, поэтому большие утечки воздуха и большая депрессия вентиляционной сети.
3. Расчёт расхода воздуха для проветривания лав и участков
Расход воздуха для проветривания лав рассчитывается по нескольким факторам:
– метановыделению в лаве;
– газам, образующимся при взрывных работах;
– количеству людей, работающих в лаве;
– пылевому фактору.
Окончательно принимается наибольший результат и проверяется по скорости воздуха в лаве согласно требованиям ПБ.
Расчёт расхода воздуха для проветривания 2-й южной лавы пласта L8.
Лава отрабатывается по сплошной системе.
Такой расчёт выполняется, если в лаве пласт имеет породный прослоек мощностью 0,05 м и более или выемка угля ведётся с присечкой боковых пород.
– в рассматриваемой лаве пласт имеет простое строение, поэтому этот расчёт не выполняется.
К дальнейшему расчёту для проветривания 2-й южной лавы принимаем наибольшее значение расхода воздуха по фактору метановыделению
Проверяем принятый расход воздуха по допустимой скорости воздушной струи в лаве
По ПБ скорость воздуха в лаве должна быть не более 4 м/с условие соблюдается. Определяем минимальную скорость воздуха в лаве.
При температуре воздуха в лаве toл=26оС и его влажности 75% минимальная скорость воздуха должна быть Vtmin=0,51–1,0 м/с 1, табл. 4.
Условие соблюдается.
Вывод: расчёт соответствует ПБ и окончательно для проветривания 2-й южной лавы принимает расход воздуха Qоч.1=587 м3/мин.
Расчёт расхода воздуха для проветривания 3-й северной лавы пласта L8.
Лава отрабатывается столбовой системой разработки.
– Расход воздуха по метановыделению
В 3-й северной лаве пласт имеет породный прослоек мощностью mп.2=0.06 м. Расчёт воздуха выполняем по формуле:
Для проветривания 3-й северной лавы предварительно принимаем расход воздуха по метановыделению.
Проверим принятый расход воздуха по допустимой скорости воздушной струи в очистных забоях по ПБ.
Выводы: расчётные максимальная и минимальная скорости воздуха при принятом расходе воздуха для лавы Qоч.2=495 м3/мин отвечают требованиям ПБ и окончательно для 3-й северной лавы принимаем расход воздуха Qоч.2=495 м3/мин.
Расчёт расхода воздуха для проветривания выемочного участка 2-й северной лавы.
Выемочный участок проветривается по возвратнопоточной системе с выдачей исходя щей струи из лавы на выработанное пространство типа 1-В-Н 4, с 100. Расход воздуха определяем по метановыделению на участке (Iуч) и проверяем по числу людей.
При схеме проветривания 1-В-Н необходимо проверить соблюдение соотношения.
Если условие соблюдается, то расход воздуха для участка по метановыделению определяется по формуле:
Окончательно для проветривания участка принимаем Qуч.1=813 м3/мин.
Определяем утечки воздуха через выработанное пространство данного участка.
Расчёт расхода воздуха для участка 3-й северной лавы. Лава отрабатывается столбовой системой разработки с погашением участковых выработок по мере продвижения лавы. Согласно Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт схема вентиляции данного участка типа 1-М-Н 4, с 100.
При схеме вентиляции участков типа 1-М-Н расчёт воздуха по метановыделению производится по формуле
Проверим расчётное количество воздуха по людям.
Окончательно для участка принимаем расход воздуха.
4. Расчёт расхода воздуха для проветривания тупиковой выработки
Согласно схемы вентиляции выработок гор. 250 метров производится проходческим комбайном КСП 32 южный коренной откаточный штрек пласта L8.
Количество воздуха для проветривания тупиковых выработок рассчитывается по пяти факторам:
– метановыделению;
– газам от взрывных работ в выработке;
– числу людей;
– минимальной скорости воздуха в выработке;
– тепловому фактору.
Расчёт расхода воздуха выполняется для призабойного пространства Qз.п (м3/мин) и для всей тупиковой выработке Qп (м3/мин).
Расход воздуха по газам от ведения взрывных работ не рассчитываем, так как штрек проводится проходческим комбайном КСП 32.
Окончательно для проветривания забоя принимаем наибольшее значение из рассчитанных по фактам.
5. Выбор средств проветривания тупиковой выработки
Вентиляционный трубопровод.
Так как южный коренной штрек опасный по метану, то принимаем нагнетательный способ его проветривания. Свежий воздух в выработку нагнетается вентилятором местного проветривания (ВМП) по гибким вентиляционным трубам диаметром =0,8 м при длине основных звеньев 20 м и разменных по 10 и 5 м.
Рассчитаем аэродинамическое сопротивление венттрубопровода Rтр в киломюргах.
Выбор вентилятора местного проветривания.
Чтобы выбрать марку вентилятора, необходимо знать его параметры: производительность (подачу) Qвмп (м3/мин) и создаваемое им давление (напор) вмп (даПа).
Производительность ВМП должна обеспечить воздухом не только призабойную часть штрека но и всю тупиковую часть штрека длинной 300 м поэтому должно соблюдаться условие.
Условие соблюдается.
– рассчитаем необходимое давление (напор), которое должен создавать ВМП (даПа).
Зная расчётные значения подачи ВМП Qвмп=369м3/мин и давление (напор), которое он должен создавать =183 даПа по техническим характеристикам вентиляторов таблицы 7 1, с. 19 подбираем наружный вентилятор.
Расчётные значения подачи и напора ВМП должны находиться в области промышленного использования выбранного ВМП. Для проветривания южного коренного откаточного штрека принимаем один осевой вентилятор марки ВМЭУ-6.
Рабочий вентилятор ВМЭУ-6 и такой же резервный установлены на свежей струе воздуха в южном коренном откаточном штреке на расстоянии 10 м от южной сбойки №1, через которую выходит исходящая струя из тупикового забоя в южный полевой конвейерный штрек.
Область промышленного использования вентилятора ВМЭУ-6:
Подача, м3/мин – 160 – 500
Полное давление, даПа – 340 – 80
Конструкция вентилятора ВМЭУ-6 предусматривает устройство для регулирования подачи воздуха.
Расчёт расхода воздуха в месте установки ВМП.
Согласно требованию ПБ производительность ВМП не должна превышать 70% от количества воздуха, проходящего по выработке, в которой он установлен.
Требования ПБ по организации и контролю проветривания тупиковой выработки.
Вентилятор местного проветривания (ВМП) должен работать непрерывно с применением аппаратуры автоматического контроля его работы и телеуправления.
ВМП должен устанавливаться в выработке со свежей струёй воздуха на расстоянии не менее 10 м от выхода исходящей струи из проветриваемой выработки. Подача ВМП не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке, в месте его установки, для предупреждения рециркуляции воздуха.
Расстояние от конца венттубопровода до забоя в газовых шахтах не должно превышать 8 м, а в негазовых не более 12 м. В конце гибкого венттрубопровода должна навешиваться труба из жесткого материала длинной не меньше 2 м или вставляются жесткие распорные кольца (не менее двух), обеспечивающие нормальное сечение выходного отверстия трубопровода.
Гибкий венттрубопровод должен подсоединяться к ВМП с помощью металлического переходного патрубка заводской конструкции длинной не менее 1 м.
В случае остановки ВМП или нарушения вентиляции работы в тупиковой части выработки должны быть прекращены, напряжение с электрооборудования снято и люди из неё немедленно выведены в проветриваемую выработку, а у устья тупиковой выработки должен быть установлен запрещающий знак.
Датчики контроля расхода воздуха (скорости) устанавливается на венттрубопроводе на расстоянии 10–15 м и должен быть надёжно защищен от механических повреждений.
В газовых шахтах категории и выше тупиковые выработки должны оборудоваться резервным ВМП с автономным электропитанием и устройствами для их разгазирования.
В шахтах категории и выше контроль за концентрацией метана стационарными автоматическими приборами должен осуществляться в призабойных пространствах тупиковых выработках и в исходящих из них вентиляционных струях, при наличии в тупиковой части выработки передвижной подстанции – у подстанции на расстоянии 10 – 15 м со стороны забоя, на выбросоопасных пластах – перед ВМП.
Места установки датчиков метана обозначены на схеме вентиляции тупикового южного коренного штрека, в котором выделяется метан, в графической части проекта.
6. Расчёт расхода воздуха для обособленного проветривания подземных камер
На схеме вентиляции выработок горизонта 250 м пласта L8 находятся три камеры с обособленным проветриванием: склад ВМ, электроподземый гараж и прессовой установки.
Расчёт расхода воздуха для склада ВМ
Расчёт воздуха для проветривания зарядной камеры гаража
Расчёт воздуха для камеры прессовой установки
– КПД электроустановки, =0,85
– мощность трансформатора в камере, кВа; Nтр=210 кВа
– коэффициент загрузки в течение суток;
Прессовая установка может работать непрерывно более 1 часа, поэтому принимаем Кз.г.=1 1, с. 20
– температура воздуха, поступающего в камеру, принимаем to=22o по замерам на шахте.
7. Расчёт расхода воздуха для проветривания поддерживаемых выработок
На схеме вентиляции горизонта 250 м находится одна поддерживаемая выработка – северная сбойка между северным полевым конвейерным штреком и северным коренным откаточным штреком.
Расход воздуха для поддерживаемых выработок определяется по их фактической газообильности и по минимальной скорости воздуха по выработке, а принимается большее значение. Сбойка пройдена недавно, метан в ней не выделяется, люди в ней постоянно не работают, поэтому расход воздуха для её проветривания рассчитываем по скорости воздуха.
8. Расчёт утечек воздуха через вентиляционные сооружения
На схеме вентиляции горизонта 250 м для предупреждения короткого замыкания вентиляционных струй свежего и исходящего воздуха сооружаются вентиляционные перемычки (с дверями для прохода людей), создавая воздушные шлюзы.
Утечки через воздушные шлюзы определяются по нормам утечек в зависимости от числа перемычек в шлюзе, площади сечения и типа дверей в перемычках. Норма утечки воздуха принимаем по таблице 9 1, с. 22 а расчёты заносим в таблицу.
| место расположения вентиляционного сооружения
| площадь двери, м2
| норма утечки, м3/мин
| коэфф.. от числа перемычек
| расчётная утечка воздуха, м3/мин
| | перемычки шлакоблочные
| | | | | | 1 сбойка в склад ВМ
| 3,8
|
| 0,76
|
| | 2 сбойка в электровозный гараж
| 4,2
|
| 0,76
|
| | 3 2-й южный конвейерный ходок
| 3,4
|
| 0,76
|
| | 4 3-й северный конвейерный ходок
| 3,4
|
| 0,76
|
| |
Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...
|
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
|
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
|
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
|
Этапы и алгоритм решения педагогической задачи Технология решения педагогической задачи, так же как и любая другая педагогическая технология должна соответствовать критериям концептуальности, системности, эффективности и воспроизводимости...
Понятие и структура педагогической техники Педагогическая техника представляет собой важнейший инструмент педагогической технологии, поскольку обеспечивает учителю и воспитателю возможность добиться гармонии между содержанием профессиональной деятельности и ее внешним проявлением...
Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества
Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...
|
|
Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...
Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...
Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы
Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...
|
|
